DE2642535C2

DE2642535C2 - Blutbehandlungssystem

Info

Publication number: DE2642535C2
Application number: DE2642535A
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Fuji Shizuoka Imamiya; Kenji Inagaki; Naoya Kominami; Nobuaki Tsuda
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1975-09-26
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1983-06-01
Also published as: GB1558370A; FR2325390A1; FR2325390B1; US4243532A; US4518497A; DE2642535A1

Description

Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Blutbehandlungssystem nach der extrakorpuralen Zirkulationsmethode zur Reinigung von Blut durch Entfernung der darin enthaltenen Schadstoffe und Schlacken. Dabei wird ein Teil des Blutplasmas, das in dem extrakorporal zirkulierten Blut enthalten ist mit Hilfe einer Membran abgetrennt dann wird das abgetrennte Blutplasma mit Hilfe eines Reinigungsmittels gereinigt und anschließend das gereinigte Blutplasma in den Blutstrom zurückgeführt

Das Blutbehandlungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich prinzipiell von Blutwäsche-Systemen, die für die Bluttransfusion geeignet sind und beispielsweise in der DE-OS 20 02 211 und in der US-PS 33 51 432 beschrieben werden, bei denen aus einem lebenden Körper abgetrenntes Blut gereinigt und gewaschen wird und schließlich für Bluttransfusion aufbewahrt wird.

Bekanntlich werden bei gewissen Krankheiten wie Niereninsuffizienz, Leberinsuffizienz usw. gewisse Arten von Substanzen im Blut angereichert Dies ist ein Problem, das der Lösung harrt Im Falle von Niereninsuffizienz kommen Harnstoff, Kreatinin, Harnsäure usw. und eine als urämische Toxine bezeichnete Gruppe von Substanzen, die noch nicht genügend aufgeklärt sind, in Frage, und im Falle von Leberinsuffizienz handelt es sich um Ammoniak, Fettsäuren, Amine und zahlreiche Gruppen anderer Substanzen.

Gemäß US-PS 35 79 441 werden durch Ultrafiltration Wasser und Gelöststoffe von niederem Molekulargewicht, vom Blut abgetrennt und gereinigt und nach der Reinigung wieder zu den übrigen Blutbestandteilen zurückgeführt

Entgegenhaltung DE-OS 21 49 040 beschreibt ein Verfahren nach dem peritonale Dialyse-Flüssigkeit, die im Körper normalerweise nicht enthalten ist, gereinigt werden kann.

Wenn ein Medikament, z. B. ein Schlafmittel oder ein Gift dem Körper in großer Menge zugeführt wird, entsteht ein Vergiftungszustand, wobei das Medikament oder Gift im Blut in hoher Konzentration vorliegt

Zur Verbesserung des Körperzustandas durch Entfernen der vorstehend genannten Schadstoffe und

Schlacken wird das Dmlyse-Ultrafiltrationsverfahren z, B, in Form der künstlichen Niere verwendet (vgl, z, B. Rolff (1944) Acta M ed, Scand., Bd, 117,121 ff).

In der US-PS 38 88 250 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem das Blut behandelt wird, indem es unmittelbar mit einem Adsorptionsmitte! (Reinigungsmittel z. B, Aktivkohle), in Berührung gebracht wird, um Schlacken und Schadstoffe durch Adsorption zu entfernen. Dieses Verfahren hat jedoch den großen Nachteil, daß die Komponenten der Blutzellen durch das Reinigungsmittel, z. B, Aktivkohle, geschädigt werden. Hierbei werden die charakteristischen Merkmale des Blutes durch Zerstörung von Erythrozyten (Hämolyse) oder durch starke Verminderung der Blutplättchen nachteilig verändert. Ferner entstehen Embolien in den Kapillargefäßen des lebenden Körpers durch das feine Pulver des Reinigungsmittels, z. B. Aktivkohle, das in das Blut gelangt

Um diese Probleme zu lösen, wurden Verbesserungen in den beiden folgenden Richtungen vorgenommen: Der eine Weg (Chang, Trans. Amer. Soc. Int Organs, Bd. 18, 465 ff (1972)) ist die Wahl eines Reinigungsmittels, das kein feines Pulver bildet Zu diesem Zweck werden Harze, z. B. Ionenaustauscherharze, verwendet

Der andere Weg (US-PS 37 94 584) ist die Einkapselung eines Reinigungsmittels, z. B. Aktivkohle, in sog. Mikrokapseln.

Zwar wurden die vorstehend genannten Mangel teilweise behoben, jedoch sind diese Verbesserungen ungenügend. Die »Harze« sind noch fragwürdig, da sie eine erhebliche Schädigung und Verminderung der Komponenten der Blutzellen verursachen. Ebenso verursacht die in Mikrokapseln eingeschlossene Aktivkohle eine erhebliche Schädigung und Verminderung der Komponenten der Blutzellen und tritt als feines Pulver aus. Die Aktivkohle ist darüber hinaus fragwürdig, weil die Fähigkeit zur Entfernung der Schlacken durch Adsorption durch die Einschließung in Mikrokapseln verringert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Probleme des Standes der Technik zu lösen, d. h. eine Blutbehanrilungsvorrichtung zu entwickeln, die die Schlacken mit hohem Wirkungsgrad zu entfernen vermag, ohne die Komponenten der Blutzellen zu schädigen und zu vermindern, wobei in weit geringerem Maße die Gefahr besteht, daß feines Pulver des Reinigungsmittels in das Blut gelangt, und die im gesamten extrakorporalen Kreislauf "on der Entnahne des Bluts aus dem Körper über seine Reinigung bis zur Rückführung in den Körper sicher und zuverlässig und ferner einfach in der Handhabung ist.

Bei diesen Untersuchungen schenkte die Anmelderin der kürzlich festgestellten Tatsache Aufmerksamkeit, daß »fast alle Schlacken und Schadstoffe im Blut im Körper eines Patienten im Plutplasma vorliegen«, so daß die Anmelderin auf den Gedanken kam, das Blut durch Entfernung vor· Schlacken und Schadstoffen aus dem Plasma zu reinigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein System zur extrakorporalen Behandlung von Blut, enthaltend einen Bluteinführungsteil, Vorrichtungen zum Transport und zur Reinigung des Bluts sowie einen Blutabzugsteil, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen dem Bluteinfühfungsteil (1) und dem Abzugsteil (7) für gereinigtes Blut eine Vorrichtung (4) zur Abtrennung des Blutplasmas vom eingeführten Blut mit Hilfe einer porösen Membran, eine Vorrichtung (9) zur Reinigung des Blutplasmas, die ein Reinigungsmittel enthält und an ihrem Einlaß und an ihrem Auslaß jeweils einen Filter aufweist, daß das Ausfließen des Reinigungsmittels verhindert, eine Vorrichtung (3) zum Mischen des aus dem Bluteinführungsteil (1) fließenden Bluts mit dem gereinigten Blutplasma und eine Vorrichtung (6) zum Mischen des korpuskularen Bluts, das durch Abtrennen des Blutplasmas in der Vorrichtung (4) entstanden ist, mit dem gereinigten Blutplasma aufweist

Der vorstehend genannte Bluteinführungsteil ist eine Vorrichtung, die dazu dient, das Blut mit Hilfe eines Shunts und es in die Hauptteile des Blutbehandlungssystems einzuführen, und die wahlweise je nach Notwendigkeit aus einer Leitung, einem Hahn, einem Eintritt, durch den Heparin eingeführt wird, einem Blasenfänger, einem Probenahmerohr, einer Pumpe und anderen Teilen zusammengestellt ist

Der vorstehend genannte Teil zum Abziehen des gereinigten Blutes ist eine Vorrichtung, die das durch die Hauptteile des Blutbehandlungssystems gereinigte Blut mit Hilfe eines Shunts abzieht und aus Teilen aufgebaut ist, die je nach Bedarf aus einer Leitung, einem Hahn, einem Probenahmerohr, einem Blasenfänger und anderen Bauteilen ausgewählt sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in <ien Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Abbildungen weiter erläutert

F i g. 1 bis 3 zeigen schematisch den Aufbau der Vorrichtung;

F i g. 4 zeigt schematisch im Querschnitt eine zur Abtrennung des Plasmas dienende Vorrichtung im System;

F i g. 5 zeigt schematisch im Querschnitt eine im System verwendete Plasmareinigungsvorrichtung;

Fig. 6 zeigt perspektivisch die Vorrichtung zum Mischen des Blutes mit dem Plasma.

F i g. 1 zeigt den grundlegenden Strömungsverlauf im Blutbehandlungssystem. Das System wird nachstehend an Hand des Strömungsverlaufs des Blutes beschrieben.

Das Blut wird von einem Bluteintritt 1 des Bluteinführungsteils eingeführt und über eine Vorrichtung 3, in der das Blut mit Plasma gemischt wird, einer Bluttrennvorrichtung 4 zugeführt. Falls erforderlich, wird hierzu eine Pumpe 2 verwendet. Das Plasma wird in der Bluttrennvorricntung 4 abgetrennt. Das Plasma wird in der Bluttrennvorrichtung 4 abgetrennt. Das zurückbleibende korpuskulare Blut gelangt über einen Blutdruckregler 5 und eine Vorrichtung 6, die das korpusku'are BIu¹ mit Plasma mischt, zu einer Austrittsöffnung 7 für gereinigtes Blut.

Das in der Bluttrennvorrichtung 4 abgetrennte Plasma wird mit einer Pumpe 8 einer Plasmareinigungsvorrichtung 9 zugeführt, wo Schlacken, die im Plasma enthalten sind, durch Adsorption entfernt werden. Ferner wird feines Pulver eines Reinigungsmittels, das in den Kapillargefäßen des lebenden Körpers Embolien verur-Sachen würde, abgetrennt. Das erhaltene gereinigte Plasma wird mit Hilfe eines Dreiweghahns 10 der Vorrichtung 3 oder der Vorrichtung 6 zugeführt, wo das Plasma mit dem ungereinigten Blut, bzw. dem korpuskularen Blut gemischt wird.

Wenn das in der Plasmareinigungsvorrichtung 9 gereinigte Plasma zur Vorrichtung 3 zum Mischen des Bluts mit dem Plasma geführt wird, wird das gereinigte Plasma mit dem aus dem Bluteinführungsteil zugeführten Blut gemischt und erneut in die Plasma-Abtrennungsvorrichtung 4 eingeführt.

Das Blut, das durch Hen Bluteinführungstei! (1) eingeströmt ist, wird in der Vorrichtung (3) zur Mischung dieses Bluts mit gereinigtem Blutplasma verdünnt.

indem das gereinigte Blutplasma aus der Reinigungsvorrichtung (9) hineinfließt, um die Konzentration der Schadstoffe im einströmenden Blut zu verringern. In diesem Zustand läuft das verdünnte Blut in die Trennvorrichtung (4), in der ein Teil des Blutplasmas, und zwar in derselben Menge wie die des zugemischten gereinigten Blutplasmas, abgetrennt wird. Das erhaltene abgetrennte Blutplasma, das die Schadstoffe enthält, wird in der Reinigungsvorrichtung (9) gereinigt und geht wiederum in die Mischvorrichtung (3). Das Blut, das die Abtrennvorrichtung für Blutplasma (4) verläßt, hat eine geringere Konzentration an Schadstoffen als das Blut, das durch den Bluteinführungsteil (1) einströmt und fließt aus dem Blutabführungsteil (7) für gereinigtes Blut aus. Das gereinigte Blut wird dann dem Körper wieder zugeführt.

Wenn die Blutbehandlung in dieser Weise durchgeführt wird, kann der Hämatokritwert des in die Plasma-Abtrennvorrichtung (4) eintretenden Blutes gesenkt werden, wodurch die Schädigung der Blutzellenkomponenten in der Plasma-Abtrennvorrichtung 4 weiter vermindert und ferner eine größere Plasmamenge abgetrennt werden kann.

Wenn das gereinigte Plasma der Mischvorrichtung 6 zugeführt wird, wird es mit dem vom Plasma-Abtrenngefäß 4 kommenden korpuskularen Blut gemischt und zur Austrittsöffnung 7 für gereinigtes Blut geführt. Da bei dieser Arbeitsweise die Konzentration der Schlakken im abgetrennten Plasma hoch ist, erfolgt eine wirksame Reinigung des Plasmas in der Plasmareinigungsvorrichtung 9.

Die Wahl des Weges, d. h. die Wahl der Mischvorrichtung, zu der das gereinigte Plasma zur Vermischung mit dem Blut geführt werden soll, wird gewöhnlich zum Zeitpunkt der klinischen Behandlung getroffen. Wenn der Zustand des Blutkreislaufs des Körpers gut ist und eine genügende Blutmenge in die Bluteinführung 1 eingeführt werden kann, wird das gereinigte Plasma vorzugsweise der Mischvorrichtung 6 zur Vermischung mit dem Blut zugeführt. In anderen Fällen wird die Führung des Piasmas zur Vorrichtung 3 zur Vermischung mit dem Blut bevorzugt. Es ist möglich, die Wahl und die Umschaltung zu einem beliebigen Zeitpunkt schnell, sicher und zuverlässig selbst zum Zeitpunkt der klinischen Behandlung durch Betätigung eines Dreiweghahns vorzunehmen. Der gleiche Effekt kann erreicht werden, indem die zu den Mischvorrichtungen 3 oder 6 für Blut und Plasma führenden Leitungen mit Klemmen oder Stopfen unter Verwendung einer Y-förmigen Leitungsabzweigung an Stelle eines Dreiweghahns 10 verschlos- w sen wer ien.

Da bei dem in F i g. 1 dargestellten Blutbehandlungssystem Mischvorrichtungen 3 und 6 für Blut und Plasma vor und nach der Plasma-Abtrennvorrichtung 4 angeordnet sind, kann gereinigtes Plasma jeder dieser beiden Vorrichtungen leicht, schnell, sicher und zuverlässig zugeführt werden. Es ist somit möglich, die Reinigungsbehandlung des Blutes klinisch nach der Methode durchzuführen, die für den Zustand des Blutkreislaufs des Patienten am geeignetsten ist Das System ermöglicht somit insgesamt die Erzielung einer hohen Wirksamkeit Dies ist ein charakteristisches Merkmal des Systems.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, kann das Ziel der Blutreinigung beim Blutbehandlungssystem zufriedenstellend auch mit den in F i g. 2 und 3 dargestellten grundlegenden Sirörnungswegen erreicht werden, wobei nur eine Vorrichtung für die Vermischung von Blut und Blutplasma vorgesehen ist In F i g. 2 ist der Fall dargestellt, in dem nur eine Vorrichtung 3 für die Vermischung von ungereinigtem Blut und Blutplasma vorhanden ist. In diesem Fall wird das durch die Bluteinführungsöffnung 1 eingeführte Blut, falls erforcierlich, mit Hilfe einer Pumpe 2, durch eine Mischvorrichtung 3 für Blut und Blutplasma zu einer Plasma-Abtrennvorrichtung 4, wo das Plasma abgetrennt wird, und zu einer Austrittsöffnung 7 für gereinigtes Blut geleitet. Das in der Plasma-Abtrennvorrichtung 4 abgetrennte Plasma wird durch eine Pumpe 8 einer Plasmareinigungsvorrichtung 9 zugeführt. Nach der Reinigung des Plasmas und dem Abfiltrieren von feinem Pulver wird das Plasma der Mischvorrichtung 3 zugeführt, wo es mit dem von der Bluteinführungsöffnung 1 zugeführten Blut gemischt wird, und dann zur Plasma-Abtrinnvorrichtung 4 geleitet.

Fig. 3 stellt den Fall dar, in dem nur eine Mischvorrichtung 6 zur Vermischung von korpuskularem Blut und Blutplasma vorgesehen ist. In diesem Fall wird das durch die Biuteintrittsotfnung i eingeführte Biui, faiis erforderlich, mit einer Pumpe 2, der Plasma-Abtrcnnvorrichtung 4 zugeführt, wo das Plasma abgetrennt wird, durch den Blutdruckregler 5 und dann in die Mischvorrichtung 6 eingeführt, wo das korpuskulare Blut mit dem gereinigten Plasma gemischt wird. Das erhaltene Gemisch wird aus der Austrittsöffnung 7 für gereinigtes Blut abgezogen.

Eine Plasma-Abtrennvorrichtung beispielsweise mit dem in Yig. 4 dargestellten Aufbau wird verwendet. Fig.4 zeigt einen Querschnitt durch eine als Beispiel dargestellte Plasma-Abtrennvorrichtung.

Die Vorrichtung umfaßt einen Bluteintritt II, einen Blutaustritt 12, einen Plasmaaustritt 13 und eine Vielzahl von Hohlfasern 14, die in einem Gefäß der Vorrichtung angeordnet sind, wie das z. B. aus Fig.4 ersichtlich ist. Die Enden der Hohlfasern sind mit einem Klebstoff 15 unter Bildung erhärteter Teile miteinander verklebt. In der Nähe der erhärteten Teile sind Stutzen 17, 18 mit dem Bluteintritt 11 und dem Blutaustritt 12 mit Hilfe von Abschlußkappen 19 festgeklemmt, die auf den Gewindeteil des Gehäuses 16 geschraubt sind. Dieser Aufbau kommt in Frage, wenn das Blut durch das Innere der Hohlfasern strömt und das Plasma aus dem Innern der Hohlfasern nach außen durchdringt. Eine Plasma-Abtrennvorrichtung, die so aufgebaut ist. daß das Blut die Hohlfasern außen umströmt und das Plasma in das Innere der Hohlfasern eindringt, eignet sich ebenfalls.

Die Plasma-Abtrennvorrichtung von Fig.4 ist ein Beispiel einer Vorrichtung, in der Hohlfasern als Membran zur Abtrennung des Plasmas verwendet werden. Bei Verwendung flacher Membranen zur Abtrennung des Plasmas kann eine Konstruktion, wie sie beim Dialysator der künstlichen Niere allgemein als Kiil-Typ bekannt ist als Plasma-Abtrennvorrichtung verwendet werden. Bei Verwendung von Membranen in Schlauchform kann die gleiche Konstruktion wie bei dem mit schlangenförmiger Membran arbeitenden Diaiysator verwendet werden.

Als Plasma-Abirennmembran können alle Membranen verwendet werden, die das Plasma (dessen wichtige Hauptkomponenten Globulin, Albumin usw. sind) passieren lassen, ohne daß Bhitzellen hindurchtreten. Zu diesem Zweck muß die Membran eine Porengröße von weniger als I μπι und mehr als 0,008 μπι haben, jedoch ist dies verschieden in Abhängigkeit von der Form der Poren. Im allgemeiner! ist eine Porengröße von 1 -im oder mehr nicht zweckmäßig, weil die Erythrozyten, Blutplättchen usw. teilweise durch die Membranen

hindurchtreten und sich mit dem abgetrennten Plasma vermischen, wodurch Hämolyse und Verminderung der Blutzellen eintritt. Wenn die Poren eine Größe von 0,008 μπι oder weniger haben, kann das Protein im Blut nicht ausreichend abgetrennt werden, so daß kein sogenanntes »Plasma« erhalten werden kann. Es wird angenommen, daß die bei verschiedenen Krankheiten im Blut (Plasma) angereicherten Schlacken in einem Zustand vorliegen, in dem sie an das Protein gebunden sind. Da eine ausreichende Abtrennung des Proteins notwendig ist, ist eine Porengröße von 0,008 μηι oder weniger unzweckmäßig. Im allgemeinen ist die Abtrenngeschwindigkeit um so geringer, je geringer die Porengröße ist.

Unter Berücksichtigung der vorstehend geschilderten Verhältnisse wird eine Porengröße im Bereich von 0,8 bis 0.05 μπι für die zur Abtrennung des Plasmas dienenden Membranen bevorzugt.

Da die Membranen unmittelbar mit dem Blut in Berührung kommen, müssen sie sicher, ungiftig und unschädlich sein. Als Werkstoffe für die Membranen eignen sich Celluloseacetat, Polyacrylnitril, Polyamid, Polyester, Polycarbonate, Polyvinylchlorid und andere Membranmaterialien, die für künstliche Nieren geeignet sind. Membranen aus Celluloseacetat neigen während des Gebrauchs weniger zu Verstopfung und behalten ihre Fähigkeit zur Abtrennung des Plasmas während einer langen Zeit, so daß sie besonders bevorzugt werden. Die Membranen können die Form von Flächengebilden, Hüllen oder Hohlfasern haben. Zum Gebrauch werden sie in eine Plasma-Abtrennvorrichtung mit dem zu diesem Zweck geeigneten Aufbau eingesetzt.

Von den Membranen werden Hohlfasern bevorzugt, weil sie zahlreiche Vorteile aufweisen, z. B. höhere Wirksamkeit in der Abtrennung des Plasmas, geringere Verminderung der Blutzellen oder geringere Neigung zur Schädigung der Blutzellen.

Bisher wurde ein Zentrifugalabscheider zur Abtrennung des Plasmas verwendet. Vor kurzem wurde ein Zentrifugalabscheider, mit dem Blut zur Abtrennung des Plasmas kontinuierlich behandelt werden kann, entwikkelt und in gewissem Umfang in der Praxis eingesetzt. Da jedoch die Trennung von Plasma und Blutzellen nicht ausreichend ist, ist es nicht zweckmäßig, diesen Zentrifugalabscheider als Plasma-Abtrennvorrichtung im Rahmen der Erfindung zu verwenden, da er eine Verminderung und Schädigung der Blutzellen bewirkt.

Als Plasma-Reinigungsvorrichtung 9 wird beispielsweise die in Fig.5 dargestellte Vorrichtung mit einem Plasma-Eintritt 20, einem Plasma-Austritt 21 und einem im Gehäuse 22 enthaltenen Mittel 23 zur Behandlung der Schlacken verwendet. In dieser Vorrichtung sind Filter 24 und 25 durch das Gehäuse und die Stutzen 26 und 27, die auf das Gehäuse geschraubt sind, festgeklemmt, um zu verhindern, daß das Mittel zur Behandlung der Schlacken austritt Das Filter hat somit die Aufgabe, den Austritt des Behandlungsmittels für die Reinigung des Plasmas zu verhindern und das Plasma allein passieren zu lassen. Aus diesem Grunde ist es notwendig, ein Filter zu wählen, das der Beschaffenheit des Behandlungsmittels für die Plasma-Reinigung angepaßt ist.

Wenn beispielsweise ein Behandlungsmittel in Form eines feinen Pulvers für die Reinigung des Plasmas verwendet wird, muß ein Filter mit genügend feinen Poren verwendet werden, um das feine Pulver austreten zu lassen. Auch wenn für die Plasmareinigung ein Mittel aus verhältnismäßig großen Teilchen verwendet wird, das leicht pulverisiert wird und ausläuft, müssen die Poren des Filters so klein sein, daß das feine Pulver nicht ausfließen kann. Im allgemeinen werden Filter mit einer Porengröße im Bereich von 0,05 bis 1000 μιη vorzugsweise 0,1 bis 200 μπι und Reinigungsmittel mit möglichst gleichmäßiger Teilchengröße bevorzugt. Vorzugsweise wird wegen der Eliminierung der Schlacken im Plasma ein Filter verwendet, dessen Poren ebenso groß oder größer sind als die Poren der Membran der Plasma-Abtrennvorrichtung 4.

Das Filter kann aus einer Kombination von mehreren Filtern mit unterschiedlichen Porengrößen bestehen. Vorzugsweise werden mehrere Filter mit verschiedenen Porengrößen verwendet, die übereinander gelegt und innig miteinander verklebt werden, da hierdurch die Festigkeit des Filters erhöht wird. Ein Verfahren, bei dem mehrere Filter mit verschiedenen Porengrößen mit Abstand zueinander innerhalb des Strömungsweges des Blutplasmas angeordnet sind, eignet sich in Fällen, in denen lür die Hlasmareinigung ein verhältnismäßig grobteiliges Behandlungsmittel verwendet wird, das leicht pulverisiert wird. Da ein Filter mit größeren Poren zunächst den Austritt größerer Teilchen und ein weiteres Filter mit kleineren Poren den Austritt von feinen Pulvern verhindert, tritt weniger häufig eine Verstopfung des Filters ein. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, das Filter mit den kleineren Poren im Strömungsweg des Blutplasmas außerhalb der Plasmareinigungsvorrichtung 9, z. B. zwischen der Plasmareinigungsvorrichtung 9 und der Mischvorrichtung 3 oder 6 für die Vermischung von Blut und Blutplasma anzuordnen, weil hierdurch leicht eine größere Filterflächc geschaffen wird. Es ist möglich, ein Filter aus einer großen flachen Membran zu bilden, jedoch eignen sich auch Filter vom sogenannten Kiil-Typ, die, wie im Falle des Dialysators der künstlichen Niere, aus übereinandergelegten flachen Membranen bestehen, Filter in Form einer Wendel, die durch Wickeln von Membranen in Schlauchform gebildet werden, sowie F'Her mit dem gleichen Aufbau wie bei dem Filter der in F i g. 3 dargestellten Plasma-Abtrennvorrichtung 3, in der Hohlfasern verwendet werden. Besonders bevorzugt werden aus Hohlfasern bestehende Filter, weil sie eine größere Filterfläche bei kleineren Volumen aufweisen.

Hinsichtlich der Eigenschaften eignen sich alle Filter, solange sie unbedenklich für den lebenden Körper sind, z. B. Filter aus nichtrostendem Stahl, Polystyrol, Polypropylen, Nylon, Polyestern, Siliconen, Polytetrafluorethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polyacrylnitril und anderen Werkstoffen, die in künstlichen Nieren u. dgl. verwendet werden. Alle diese Werkstoffe können allein oder in Kombination verwendet werden. Beliebige Formen dieser Ausgangsmaterialien sind geeignet, z. B. die Form von Netzen, Tüchern, Membranen, Schaumstoffen und andere Formen.

Bei den üblichen Verfahren, bei denen das Blut unmittelbar mit einem Behandlungsmittel für die Plasmareinigung in Berührung kommt, ist die Entfernung von feinem Pulver des Behandlungsmittels für die Plasmareinigung ungenügend, weil ein Filter mit einer Porengröße, die Erythrozyten und Leukozyten usw, die großen Teilchen im Blut darstellen, passieren läßt, verwendet werden muß. Da beim Verfahren gemäß der Erfindung die wichtigen Stoffe im Plasma eine sehr geringe Teilchengröße haben und daher ein Filter mit genügend kleinen Poren verwendet werden kann, läßt sich der Austritt von feinem Pulver in ausreichendem Maße verhindern.
In der Plasma-Reinigungsvorrichtung können Ak-

tivkohle. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid-Siliciumdioxid, Zirkoniumphosphat, Zeolithe, Ionenaustauscherharze usw. als Reinigungsmittel verwendet werden. Besonders bevorzugt wird Aktivkohle, weil die verschiedensten Arten von Schlacken durch Adsorption mit verhältnismäßig gutem Wirkungsgrad entfernt werden können.

Diese Reinigungsmittel können jeweils allein oder als Mischung von zwei oder mehr Arten von Reinigungsmitteln verwendet werden. Beispielsweise ermöglicht ein Gemisch von Aktivkohle und Zirkoniumnatriumphosphat die wirksame Entfernung von organischen Schlacken und Ammoniak. Diese Reinigungsmittel können in beliebiger Form, z. B. in Form vcn Kügelchen, Pulver, Granulat oder in Faserform verwendet werden.

Da die Blutzellen (z. B. Erythrozyten und Blutplättchen) nicht mit dem Reinigungsmittel in Berührung kommen und daher eine Schädigung und Verminderung durch das Reinigungsmittel nicht befürchtet werden i

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werden, wenn es nicht in Mikrokapseln eingeschlossen ist. Es ist jedoch auch möglich, das Reinigungsmittel in Form von Mikrokapseln zu verwenden.

Da Aktivkohle als solche als Reinigungsmittel verwendet werden kann, ist die Entfernung der Schlacken im Plasma durch Adsorption mit äußerst hohem Wirkungsgrad und eine ausreichende Reinigung des Plasmas möglich. Da ferner ein Reinigungsmittel in Form von feinem Pulver mit einem Filter, das kleinere Poren aufweist, herausgefiltert werden kann, wird ein gereinigtes Plasma erhalten, das kein feinpulveriges Reinigungsmittel enthält, das die Ursache von Embolien in den Kapillargefäßen des lebensen Körpers sein kann.

Die Vorrichtung 3 oder 6 zur Vermischung von Blut und Blutplasma dient dazu, wie bereits erwähnt, gereinigtes Plasma und Blut zu mischen. Diese Vorrichtung hat den in F i g. 6 dargestellten Aufbau. Das Blut wird durch eine Zuleitung 28 eingeführt, und gereinigtes Blutplasma wird durch eine Zuleitung 29 eingeführt, wobei gemischtes Blut 31 gebildet wird, das durch eine Leitung 32 zur nächsten Apparatur geleitet wird. Vorzugsweise wird ein Luftsammeiraum 30 im oberen Teil des Innenraums der Mischvorrichtung angeordnet, um Luft zu entfernen.

Die Vorrichtung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

von Blut und Bluplasma dieme, angeordnet und als Filter zum Herausfiltern von pulverförmiger Kohle verwendet.
Unter Verwendung dieses Blutbehandlungssystems wurde an einem Hund mit Leberinsuffizient ein Versuch in vivo durchgeführt. Hierzu wurde bei einem Hund, der 18 kg wog, durch intravenöse Injektion von Dimethylnitrosoamin (DMNA) in einer Dosis von 10 mg/kg Körpergewicht pro Tag während einer Zeit von 3 Tagen

ίο Leberinsuffizient hervorgerufen.

Ein A-V-Shunt wurde zwischen Femoralarterie und Vene gebildet. Nach Heparinisierung des gesamten Kö^rpers wurde die cxtrakorporale Zirkulation 2 Stunden mit Hilfe des Blutbehandlungssystems durchgeführt.

Die eingeführte Blutmenge betrug 100 bis 200 ml/Minute und der Plasmadurchfluß 20 bis 50 ml/Minute. Im Verlauf der Zeit wurde keine Verminderung festgestellt. Die Drücke vor und hinter der Plasma-Abtrennvorrichtung wurden mit einem Blutdruckregler auf einen Wert von 239 bis 133 mbar eingestellt.

Als Ergebnis der Behandlung zeigte das Tier eine Reihe von erheblichen Bewegungen seines Körpers, die vor der Behandlung nicht festgestellt worden waren. Es wird angenommen, daß die Behandlung mit dem System gemaß der Erfindung äußerst wirksam ist, jedoch starb der Hund 2 Tage später.

Die Sektion ergab, daß die inneren Organe des Hundes, z. B. die Leber, im Vergleich zu den inneren Organen des Vergleichstieres (dem DMNA 3 Tage in der gleichen Weise injiziert wurde, das jedoch einen Tag nach den Injektionen starb) außerordentlich regeneriert waren. Ein Embolus, der auf feines Kohlepulver zurückzuführen wäre, wurde nicht festgestellt. Die Ergebnisse des Blutzellentests vor und nach der Behandlung mit dem System gemäß der Erfindung sind nachstehend genannt.

Erythrozyten
Blutplättchen

Vorher
480 x 10«
18 x 10⁴

Nachher
479 χ ΙΟ⁴ 18 χ 10*

Eine Verminderung der Erythrozyten um¹ Blutplättchen hatte nicht stattgefunden. In dem mit der Plasma-Abtrennvorrichtung abgetrennten Blutplasma wurde kein hämolytisches Hämoglobin festgestellt (unter 50 ml/1).

Nach dem in Fig.3 dargestellten Schema wurde unter Verwendung einer Plasma-Abtrennvorrichtung 4, einer Plasma-Reinigungsvorrichtung 5 und einer Mischvorrichtung 6 für die Vermischung von Blut mit Blutplasma ein. Blutbehandlungssystem aufgebaut.

Als Membran zur Abtrennung des Blutplasmas wurden Hohlfasern aus Celluloseacetat (Außendurchmesser 500 μπι, Innendurchmesser 300 μπι, effektive Länge 19 cm. Zahl der Fäden 2100, Porengröße 0,2 μπι) verwendet. Als Plasma-Reinigungsmittel wurden 150 g Aktivkohle in Form von Kügelchen verwendet Als Filter für die Plasma-Reinigungsvorrichtung zur Verhinderung des Austritts von Aktivkohleteilchen wurden ein Polypropylensieb mit einer Porengröße von 5 mm und ein Polyestersieb mit einer Porengxöße von 150 μπι verwendet and miteinander verklebt Ferner wurde eme Vorricntn dem gleichen Aufbau wie die Plasma-AI1I11111—mil filling zwischen der Pfasma-Renngengs--Mischer 6, derder Vermiscbnngf Beispiele 2 bis 4

In-vivo-Versuche wurden an Hunden durchgeführt, die durch hohe Arzneimittelgaben vergiftet worden waren. Das System und die verwendete Methode sowie die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben, bei dem Versuch von Beispiel 2 wurde ein Blutbehandlungssystem, wie schematisch in F i g. 2 dargestellt, aus einer Plasma-Abtrennvorrichtung, in der Hohlfasern aus Polyacrylnitril verwendet wurden, einer Plasma-Remigungsvorrichtung, in der Aktivkohle als Reinigungsmittel und ein Polyestersieb als Filter verwendet wurden, einem Celluloseacetatfilter, das gesondert zum Herausfiltern von feinem Kohlepulver vorgesehen war; einer Mischvorrichtung für Blut und Blutplasma und anderen Bauteilen aufgebaut. Ein Versuch wurde an einem Hund durchgeführt, dem eine, starke Dosis von KreaÄin verabreicht wui dcu war. Durch die- Behandtang wede die KrestF-nmkonzentratiaiL int Blut auf 25% desEWertes vor der Behandlung gesenkt. Die Vernrindi Erythrozytentmrf HTt

Bei o".m Versuch von Beispiel 3 wurde ein Blutbehandlungssystem nach dem in Fig. 1 dargestellten Fließschema aufgebaut, jedoch wurde bei der tatsächlichen Behandlung mit dem in Fi g. 2 dargestellten Strömungsweg gearbeitet. In der Plasma-Abtrennvorrichtung wurden flache Membranen aus Polycarbonat wie im Kiil-Dialysator der künstlichen Niere übereinandergelegt und verwendet. Nach der Behandlung wurden die Körperbewegungen des Hundes beobachtet. Nach 7 Stunden stand der Hund auf.

Bei dem Versuch von Beispiel 4 wurde ein Behandlungssystem nach dem in F i g. 1 dargestellten Fließschema aufgebaut, jedoch wurde die Behandlung mit dem in Fig. 3 dargestellten Strömungsweg durchgeführt. Der Hund stand 3 Stunden nach der Behandlung auf.

Die bei den vorstehend genannten Versuchen verwendeten Hunde wurden getötet und seziert. Hierbei wurden kein feines Pulver des Reinigungsmittels und keine Embolien, die auf das feine Pulver des ReinigungsrniüCiS 11 a ί i e π ZürüCKgciüiiii weiden können, festgestellt.

Beispiel 5

Unter Verwendung des gleichen Systems wie in Beispiel 1 wii.de die Durd Hußnienge von feinem Pulver des Reinigungsmittels gemessen. Hierzu wurde eine genügende Menge gereinigtes Salzwaser durch den Bluteintritt 1 eingeführt. Die Zahl der feiner Teilchen in dem aus dem Austritt 7 für gereinigtes Blut austretenden Salzwasser wurde mit einem Coulter-Zähler ermittelt, ίο jedoch war die Zunahme der Zahl feiner Teilchen als Folge des Durchflusses durch das Blutbehandlungssystem gering (die Zunahme der Zahl von Teilchen einer Größe von 2 bis 20 μπι betrug 5/ml).

Wie die Ergebnisse der in den vorstehenden Beispiels Itn beschriebenen Versuche zeigen, ermöglicht das System bei Verwendung zur Eliminierung von Schlacken aus dem Blut eine Reinigung des Bluts mit hohem Wii kungsgrad ohne Schädigung und Verminderung der Blutzellen und ohne jegliche Gefahr von Embolien durch Äusinü νυπ feinem Pulver des RemiguiigMinUeis.

Nr.

Fie

Plasma-

Plasmareinigungsvorrichtung:

Gewicht

Injiziertes

Extrakorporale

•

Restliche

Verminderung

Körper

K)

iabtrennvorrichtung:

Reinigungsmittel

des

Medikament,

Blutzirkulation,

150 ml-200 ml/M in.

Kon/, des

der Bluuellcn

bewe

O)

Membran.

Filtermaterial und Porengröße

Hundes

Menge

Menge und Dauer

4 Std.

Medikaments

gungen

φ.

Porengröße und Fläche

kg

Im Blut

KJ

2

F ig. 2

Polyacrylnitril-

Aktivkohle

20

Kreatinin

25%

Erythrozyten

ja.

Oi
CO
fs

Hohlfasern

150 g

50 mg/kg

3%

von

W I

0,1 μπι.

Polyester

Blutplättchen

Beginn

X

1 m²

150 μπη

2%

an

S

(auöerhalb der Reinigungsvorr.)

100-230 ml/Min.

C

Celluloseacetat

3 Std.

2Bl;

0.3 μπι

N

3

Fig. t

Polycarbonat

Ionenaustauscherharz

18

Phenobarbital

150-200 ml/Min.

39%

Erythrozyten

+

(T)
η'
3·

(F ig-2)

flache Membran,
0,2 μm

tOOg
Nylon,

150 mg/ kg

3 Std.

8%
Blutplättchen
1 nil/

C

0,8 m*

100 μπι

10%

re
3

4

Fig. 1

Celluloseacetat-

Aktivkohle

16

Phenobarbital

15%

Erythrozyten

+ + +

(F ig. 3)

Hohlfasern

150 g

150 mg/kg

0%

0,5 μm

Eintritt Nylon

Blutplättchen
ι n/

0.5 m*

100 μπι.

l%

Austritt Poiy^'er

150 μπι.

Celluloseacetat

5μιη

0,5 μΓη

Claims

15 Patentansprüche:

1. System zur extrakorporaJen Behandlung yon Blut, enthaltend einen Bluteinführungsteil, Vorrich- s tungen zum Transport und zur Reinigung des Bluts sowie einen Blutabzugsteil, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen dem Bluteinführungsteil (1) und dem Abzugsteil (7) für gereinigtes Blut eine Vorrichtung (4) zur Abtrennung des Blutpiasmas vom eingeführten Blut mit Hilfe einer porösen Membran, eine Vorrichtung (9) zur Reinigung des Blutplasmas, die ein Reinigungsmittel enthält und an ihrem Einlaß und an ihrem Auslaß jeweils einen Filter aufweist, das das Ausfließen des Reinigungsmittels verhindert^ eine Vorrichtung (3) zum Mischen des aus dem Bluteinführungsteil (1) fließenden Bluts mit dem gereinigten Blutplasma und eine Vorrichtung (6) zum Mischen des korpuskularen Bluts, das durch Abtrennen des Blutplasmas in der Vorrichtung (4) entstanden ist, mit dem gereinigten Blutplasma aufweist

2. Blutbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Blutströmungsweg aufweist, der durch einen Bluteinführungsteil (1), eine Vorrichtung (3) zum Mischen von Blut mit gereinigtem Blutplasma, eine Vorrichtung (4) zur Abtrennung des Blutplasmas, eine Vorrichtung (6) zum Mischen von korpuskularem Blut, aus dem das Blutplasma abgetrennt worden ist, mit gereinigtem Blutplasma und einen Abzugsteil (7) für gereinigtes Blut gebildet wird, daß es einen eine Vorrichtung (9) zur Reinigung des Blutplasma enthaltenden Strömungsweg aufweist, der ausgehend von Vorrichtung (4) zur Abtrennung des Blutplasn is, zur Vorrichtung (3) zum Mischen des ungereinigten Bluts mit gereinigtem Blutplasma und zu der Vorrichtung (6) zum Mischen von korpuskularem Blut, von dem das Blutplasma abgetrennt worden ist, mit reinem Blutplasma führt (F ig. 1.)-

3. Blutbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Blutströmungsweg aufweist, der durch einen Bluteinführungsteil (1), eine Vorrichtung (3) zum Mischen von ungereinigtem Blut mit gereinigtem Blutplasma, eine Vor- richtung (4) zur Abtrennung von Blutplasma und einem Abzugsteil (7) für gereinigtes Blut gebildet wird und daß es einen eine Vorrichtung (9) zur Reinigung des Blutplasmas enthaltenden Strömungsweg für das Blutplasma aufweist, der ausgehend von der Vorrichtung (4) zur Abtrennung des Blutplasmas zur Vorrichtung (3) zum Mischen von ungereinigtem Blut mit gereinigtem Blutplasma führt (F i g. 2).

4. Blutbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Blutströmungs- weg aufweist, der durch einen Bluteinführungsteil (1), eine Vorrichtung (4) zur Abtrennung des Blutplasmas, eine Vorrichtung (6) zum Mischen von korpuskularem Blut, aus dem das Blutplasma abgetrennt worden ist, mit gereinigtem Blutplasma und einem ω Abzugsteil (7) für gereinigtes Blut gebildet wird und daß es einen eine Vorrichtung (9) zum Reinigen des Blutplasmas enthaltenden Strömungsweg für das Blutplasma aufweist, der ausgehend von der Vorrichtung (4) zum Abtrennen des Blutplasmas zur es Vorrichtung (6) zum Mischen des korpuskularen Bluts, aus dem das Blutplasma abgetrennt worden ist, mit dem gereinigtem Blutplasma führt (F i g. 3).

5. Blutbehandlungssystem nach einem der Anspräche t bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4) zum Abtrennen des Blutplasmas eine poröse künstliche Membran mit einer Porengröße von 1 μπι bis 0,008 um enthält

6. Blutbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse künstliche Membran aus Hohlfasern (14) besteht

7. Blutbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse künstliche Membran aus Celluloseacetat-Hohlfasern besteht

8. Blutbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) zum Reinigen des Blutplasmas ein Gefäß enthält, das mit Aktivkohle (23) gefüllt ist

9. Blutbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) zum Reinigen des Blutplasmas ein Gefäß umfaßt, das mit einem porösen Filter, das eine Porengröße von 0,05 μπι bis 1000 μπι hat versehen ist